Abstract: Restrições terminais são tipicamente empregadas em formulações de controle preditivo para garantia de estabilidade em malha fechada. Contudo, tal garantia é perdida caso o problema de otimização associado não seja factível no instante inicial ou deixe de ser factível devido, por exemplo, à ocorrência de falhas. Este trabalho apresenta uma abordagem de gerenciamento de referência aliado ao relaxamento de restrições operacionais como forma de tratar problemas de não-factibilidade em controle preditivo. Considera-se que a não-factibilidade pode ocorrer tanto no início da tarefa de controle, em decorrência de uma condição inicial desfavorável, como pode ser causada por uma falha de atuador que reduza a faixa de valores de controle permitidos. A abordagem proposta envolve a parametrização do conjunto máximo admissível de saída (MAS) utilizado como restrição terminal na lei de controle. Evita-se assim a necessidade de se repetir a determinação do MAS durante o tratamento da não-factibilidade. Para fins de exemplo, apresenta-se um estudo de caso com um modelo de simulação.Terminal constraints are usually employed in predictive control formulations to provide closed-loop stability guarantees. However, such guarantees are lost if the associated optimization problem is not feasible from the beginning or if it becomes infeasible due to the onset of faults, for example. This work presents an approach involving setpoint management and relaxation of operational constraints to address infeasibility problems in predictive control. It is assumed that infeasibility may occur either at the beginning of the control task, due to an adverse initial condition, or as the result of an actuator fault that reduces the range of admissible control values. The proposed approach involves the parametrization of the maximal output admissible set (MAS) employed as terminal constraint in the control law. This parametrization avoids the need to repeat the MAS determination during the infeasibility handling procedure. For illustration purposes, a case study involving a simulation model is presented.

Abstract: Este trabalho apresenta um modelo para organização de conteúdos didáticos em sistemas tutores inteligentes conexionistas. A disponibilidade de conteúdos didáticos em formato único tem se apresentado como um problema para muitos estudantes. A inadequação de um formato único de conteúdo que desconsidera diferenças de perfil individual pode apresentar resultados ineficientes no processo de ensino aprendizagem. A proposta de estruturação multinível de conceitos possibilita diferentes combinações de apresentação para um mesmo conteúdo. Pressupondo que o padrão bem sucedido de organização do estudo por um estudante pode ser aplicado a outros estudantes com perfis semelhantes, um sistema foi estruturado para auxiliar na tarefa de personalização reativa do conteúdo. A personalização é propiciada por uma rede neural que associa o perfil do estudante a um padrão proximal de aprendizagem. Este padrão é combinado com regras de especialistas para possibilitar uma seleção probabilistica para que o sistema apresente a reatividade nos diferentes momentos do processo. Os resultados do experimento indicam que a abordagem é eficiente ao proporcionar melhor aproveitamento do conteúdo no processo individual de estudo e o seu potencial emprego no Ensino a Distância.This paper presents a model for organization of educational content in connectionists intelligent tutoring systems. The availability of educational content in a single format has emerged as a problem for many students. The inadequacy of a single format of content that ignores differences in individual profiles may have inefficient outcomes in the teaching-learning process. The proposed multilevel structure allows for different combinations of concepts for presentation to the same content. Assuming that the pattern of successful organization of the study by a student can be applied to other students with similar profiles, a system was structured to assist in the task of customization reactive content. The customization is provided by a neural network that links the student's profile to a proximal learning pattern. This pattern is combined with expert rules to enable a probabilistic selection so that the system presents the reactivity in the different learning stages. The results of experiments indicate that the approach is effective in providing better use of the content in the personal study and its potential use in Distance Education.

Abstract: Neste artigo é apresentada uma nova abordagem de um modelo inteligente de otimização sob incerteza para determinar a contratação de energia elétrica no curto prazo (referente aos leilões A-1 e Ajuste) para distribuidoras de energia elétrica. Nesse modelo estão incluídas todas as regras de contratação e repasse à tarifa, definidas pela ANEEL, para as distribuidoras. O processo de otimização utiliza um algoritmo genético, e busca minimizar o custo associado à contratação de energia elétrica, as penalidades por subcontratação e o custo da liquidação (compra/venda) desta energia ao PLD (Preço de Liquidação das Diferenças). A contratação ótima é calculada considerando vários cenários de consumo, obtidos a partir de simulação Monte Carlo, para um período de cinco anos de análise. As decisões de contratação do modelo são tomadas nos dois primeiros anos desse período. A avaliação dos resultados do sistema é feita considerando uma combinação entre o Valor Esperado (VE) da distribuição de custos e o CVaR (Conditional Value at Risk), para os diferentes cenários de consumo. O modelo também usa o PLD_robusto, que busca minimizar a exposição da distribuidora ao PLD. Para ilustrar os resultados do modelo proposto é apresentado um estudo de caso baseado em dados reais. Os resultados obtidos são comparados com alguns resultados de contratação que não consideram o modelo de otimização proposto. Essa comparação é feita para se verificar o quanto o método proposto pode ser melhor que soluções baseadas apenas em análises intuitivas. Além disso, estudos adicionais são apresentados considerando os mecanismos de compensação de sobras e déficits, notadamente MCSD4% e MCSD_Ex-post, previstos na legislação vigente do setor elétrico para minimizar os riscos associados à contratação de energia para as distribuidoras.In this paper is presented a new approach of an intelligent model for optimization under uncertainty to determine the best strategy of electricity trading in the short term (referring to A-1 and Adjustment auctions) for distribution companies. This model reproduces all the rules of purchase/sale of energy for a distribution company and the transfer of this cost to the final tariff of the consumers. The optimization process uses genetic algorithm, and seeks to minimize the cost associated with the purchase of energy, penalty for subcontracting and the cost of trade (purchase/sale) energy by the spot price. The optimal trading is obtained considering several load scenarios, obtained by Monte Carlo simulation, for a period of five years of analysis. The decisions of trading are taken in the first two years in that period. The evaluation of the model results is done by means of a combination between the expected value of the distribution of costs and the CVaR (Conditional Value at Risk), for the different load scenarios. The model also uses the PLD_robust, which seeks to minimize the exposure of the distribution company in the spot price. To illustrate the results of the proposed model, a study case based on realistic data is presented. The results obtained are compared to the results obtained with the trading of energy without using the optimization model presented in this paper. That comparison is done to verify how much the proposed method can be better than the solutions based on intuitive analysis. In addition, further analysis is performed by considering two mechanisms of compensation of the surpluses and deficits of contracts, named MCSD4% and MCSD_Ex-post, established by ANEEL to reduce the risks associated to the energy trading to the distribution companies.

Abstract: A crescente demanda de energia elétrica sobrecarrega o sistema de transmissão que requer constantes ampliações para não prejudicar o desenvolvimento. Porém a construção de novas instalações de transmissão vem enfrentando diversos obstáculos em função da dificuldade de constituir novas faixas de servidão e pela necessidade de redução dos impactos ambientais. Uma solução que se apresenta muito vantajosa a estes problemas é a recapacitação da linha de transmissão. Dentre os vários métodos existentes para tal, destaca-se a substituição dos cabos condutores, cujos fabricantes têm investido constantemente na pesquisa de novos materiais e ligas. Além disto, observa-se que em alguns casos linhas recém recapacitadas já apresentam problemas de superação de ampacidade, exigindo-se assim, o desenvolvimento de uma metodologia multi- ritérios que pondere adequadamente os objetivos envolvidos no processo de escolha de um cabo. Os critérios utilizados neste trabalho são maximização de altura cabo-solo, maximização da ampacidade, maximização da sobrevida da linha em função da ampacidade excedente, minimização dos custos de implantação, perdas e acréscimo de esforços nas estruturas. O problema de otimização envolvido é resolvido pelo Método do Critério Global Ponderado. Os resultados da metodologia (que efetua os cálculos dos parâmetros dos cabos disponíveis e seleciona o melhor cabo a ser instalado) são apresentados para uma linha de transmissão de 230 kV instaladas no estado do Paraná.The crescent demand for electricity overloads the transmission system which requires constant increases to not be a hindrance to development. However, the construction of new transmission lines has faced many obstacles due to the difficulty to constitute new intervention area and the need to reduce environmental impacts. A very advantageous solution to these problems is the retrofit of the transmission lines, which can be made in many ways. One of the most common is the replacement of power cables, which manufacturers continually invest and create new materials to allow new options of design. Moreover, just retrofit lines already present problems of ampacity's superation, justifying the development of a multi-criteria methodology that adequately ponder the objectives during the choice of an adequate handle. The criteria used in this work are the maximization of height handle- round, ampacity and supervened of the line (in function of the exceeding ampacity) and, minimization of implantation's cost, losses and addition of efforts at the structures. The optimization problem involved is resolved by the Weighed Global Criterion Method. The results of the methodology (that effects the calculations of parameters of the available handles and selects to better to be installed) are presented for one line transmission of 230 kV installed at the state of Paraná.

Abstract: Este artigo propõe a extensão da formulação do problema de Fluxo de Potência Ótimo (FPO) com o objetivo de permitir o processamento de redes elétricas, modeladas no nível físico. Ao contrário da formulação convencional, baseada na modelagem barra-ramo da rede, a extensão proposta permite a representação explícita de chaves e disjuntores de subestações selecionadas da rede. A metodologia proposta está baseada na representação de ramos de impedância nula da estimação de estados generalizada, recentemente incorporada também ao problema de fluxo de potência. Desta forma, os fluxos de potência ativa e reativa através das chaves e disjuntores, requeridos na modelagem detalhada da rede, passam a ser incluídos como novas variáveis de estado. Além disso, as informações referentes às posições (fechado ou aberto) desses dispositivos são incluídas no conjunto de restrições de igualdade do problema de FPO. O impacto das modificações propostas na solução do FPO pelo método de pontos interiores, bem como potenciais aplicações da nova abordagem são apresentados e discutidos. Resultados envolvendo o sistema teste padrão de 30 barras do IEEE e um sistema real de 291 barras baseado no sistema elétrico da Companhia Paranaense de Energia - COPEL, são apresentados a fim de ilustrar e demonstrar a viabilidade da metodologia proposta.This paper proposes an extension of the Optimal Power Flow (OPF) formulation so that networks can be modeled at physical level. Differently from the conventional formulation, based on the bus-branch model of the network, the proposed extension allows the explicitly representation of switches and circuit breakers of selected substations. The proposed methodology is based on the zero impedance branch representation in the power system state estimation, which has been recently applied to the power flow problem. In this approach, the active and reactive power flow through switches and circuit breakers are included as new state variables. Furthermore, the devices' statuses are included as new equality constraints in the OPF problem. The impact of the new network representation in the solution of the OPF, as well as the application of the proposed tool are presented and discussed in the paper. Simulation results related to the IEEE 30bus test system and a real power system of COPEL (Parana Energy Company), with 291 buses, are presented to illustrate and evaluate the performance of the proposed approach.